Главная – Журналы – Геология и геофизика 2018 номер 10

Приводятся результаты исследований базитов Вилюйского палеорифта. На основе анализа данных по изотопному датированию базитов ⁴⁰Ar/³⁹Ar методом впервые обоснована последовательность их формирования, которое проходило на протяжении ~ 18 млн лет. Процесс формирования начался со становления силлов долеритов Контайско-Джербинской зоны (378.0-380.7 млн лет). Затем (372-373 млн лет) внедрялись дайки Вилюйско-Мархинской зоны. Последними (362-364 млн лет) образовались дайки Чаро-Синской зоны. В ходе длительного плюм-литосферного взаимодействия в процессе плавления базальтовый расплав последовательно обогащался титаном, фосфором, REE и HFSE, LILE. Накопление расплава и формирование магматической линзы на границе кора-мантия привело к ранней глубинной (35-40 км от палеоповерхности) кристаллизации расплава, которая проходила в восстановительной обстановке при температуре 1450-1470 °С. Предполагается, что становление и раскрытие Вилюйского палеорифта связано с разворотом в раннефаменское время Ангаро-Анабарского геоблока относительно Алданского на 22°. Эйлеровый центр вращения находился в южной части рифтовой структуры, а зона плавления располагалась непосредственно под рифтом.

Рассмотрены возможные механизмы рифтогенеза и термальный режим литосферы под рифтовой зоной Вилюйского осадочного бассейна на основе данных об изотопном возрасте дайковых поясов, скорости осадконакопления и численного моделирования. Корреляция по времени внедрений базитовой магмы и резкого ускорения погружения и осадконакопления в рифтовом бассейне доказывает, что в формировании Вилюйского рифта играли роль как плитотектонический, так и магматический факторы. Установлено соотношение между этапом быстрого растяжения литосферы и временем формирования роев базитовых даек Якутско-Вилюйской изверженной провинции Сибирской платформы на рубеже франского и фаменского времен с пиком около 374.1 млн лет и в конце позднего девона с пиком около 363.4 млн лет. Два импульса дайкообразования происходили в течение этапа быстрого погружения фундамента бассейна в интервале 380-360 млн лет со скоростью осадконакопления 100-130 м/млн лет при средней скорости 10-20 м/млн лет. Анализ построенных численно термомеханических моделей показал, что наиболее удовлетворительной является комбинированная модель, совмещающая механизмы внутриплитного растяжения (пассивный рифтогенез) и мантийного магматического диапира (активный рифтогенез). Сделан вывод о природе теплового источника траппового магматизма: плюмовый характер теплового режима литосферы более удовлетворительно объясняет динамику растяжения при формировании рифта в отличие от механизма декомпрессионного плавления.

Представлены результаты изотопно-геохронологического исследования ряда рудных месторождений и проявлений и рудоконтролирующих плутонов и даек Верхояно-Колымской складчатой области. На основе новых 21 ⁴⁰Ar/³⁹Ar и четырех U-Pb датировок слюд и цирконов соответственно впервые установлено время формирования ключевых рудных объектов Восточной Якутии. Проведена корреляция тектономагматических и геодинамических событий и рудогенеза. Предложена новая систематизация металлогенических единиц. Предполагается, что формирование изученных месторождений юго-восточной части Верхояно-Черского орогенного пояса, тяготеющих к зоне Адыча-Тарынского разлома, происходило на заключительных этапах коллизии Сибирского (Северо-Азиатского) кратона и Колымо-Омолонского микроконтинента (месторождение Купольное, ранний рудогенез месторождения Малотарынское ~143-144 млн лет) на рубеже юры и мела и, вероятно, на ранних стадиях коллапса Верхояно-Черского орогена (месторождения Таллалах и Дора-Пиль, второй импульс рудогенеза на Малотарынском месторождении ~126 млн лет) в конце раннего мела. Эти месторождения входят в состав позднеюрско-раннемелового Яно-Колымского металлогенического пояса. Образование месторождений Кючус (~106 млн лет), Депутатского рудного узла (~106-113 млн лет) и, возможно, Хотойдох (~116 млн лет) на севере Верхояно-Колымской складчатой области связано с влиянием аккреционно-коллизионных процессов формирования Новосибирско-Чукотского орогенного пояса в середине мела, и они могут быть объединены в Северо-Верхоянский металлогенический пояс. Мангазейский рудный узел (~100 млн лет), расположенный на юго-западном окончании Северо-Тирехтяхского поперечного магматического пояса, развитие которого происходило на рубеже раннего и позднего мела, выделяется нами в составе Западно-Верхоянского металлогенического пояса. Месторождения Южного Верхоянья (Нежданинское, Задержнинское, Курумское и Кутинское) (~125-120 и ~100-95 млн лет) предлагается объединить в Верхояно-Охотский металлогенический пояс, его формирование связано с аккреционно-коллизионными процессами вдоль Восточно-Азиатской активной континентальной окраины и образованием Южно-Верхоянского орогенного пояса во второй половине раннего мела.

Изучены несколько тысяч минеральных включений мантийных пород из кимберлитов юрского и триасового возраста северо-восточной части Сибирской платформы - клинопироксенов, гранатов и флогопитов. Они сопоставлены с минералами и ксенолитами некоторых палеозойских кимберлитовых трубок, в том числе высокоалмазоносных. На основе новых и литературных данных по составу минералов из ксенолитов мантийных пород существенно дополнена схема разделения клинопироксенов из кимберлитов в отношении как перидотитов, так и основных пород - эклогитов и пироксенитов. Определено поле составов высоконатриевых лерцолитовых клинопироксенов, понижающих содержание кальция в сосуществующем гранате. Исследование комплекса мантийных минералов мезозойских трубок показало, что юрская литосфера платформы обогащена относительно палеозойской пироксенитовыми и эклогитовыми породами. Доказано, что она практически не содержала пород ультрадеплетированных парагенезисов, а немногочисленные алмазы, выносимые из нее, связаны с эклогитовым парагенезисом. В то же время как включения в алмазах, так и отдельные эклогитовые минералы из мезозойских кимберлитов отличаются от включений эклогитового парагенезиса в алмазах из триасовых отложений северо-востока платформы. Изотопное ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирование образцов ксеногенного флогопита из тр. Дьянга дало возрасты 384.6, 432.4, 563.4 млн лет, что свидетельствует о нескольких этапах метасоматического воздействия на литосферу. Датировки не относятся к древним эпохам, как большинство ксеногенных флогопитов из палеозойских кимберлитов центральной части платформы - тр. Удачная. Это может свидетельствовать о том, что этапы древнего «водного» метасоматоза в мантии на окраине платформы происходили существенно позднее, чем в центральной части. Данные мономинеральной клинопироксеновой термобарометрии свидетельствуют о том, что юрскиекимберлиты северо-востока платформы захватывали вещества литосферы с различных максимальных глубин - от 170 км для тр. Дьянга, но в большей части от 130 км и менее. Мощность девон-карбоновой термальной литосферы платформы составляет около 260 км, триасовой - около 225 км, а юрской - около 200 км. Тепловой поток (модель Хастерока-Чапмана) разновозрастной литосферы составляет 34.9, 36.7 и 39.0 мВт/м² соответственно. Различный характер распределения РТ -параметров образцов из одновозрастных близкорасположенных кимберлитов свидетельствует о существенно разном способе их внедрения и о влиянии этого процесса как на наблюдаемые РТ -параметры различных участков разреза литосферы, так и на степень алмазоносности кимберлитов.

Рассматривается региональная геологическая позиция Адыча-Тарынской металлогенической зоны, одной из наиболее продуктивных на благороднометалльное оруденение на северо-востоке России. Показаны сложная металлогеническая история развития зоны и длительность геодинамической активности рудовмещающих структур. Охарактеризованы различные типы благороднометалльной минерализации - гидротермально-метаморфогенная, золото-висмутовая, золото-кварцевая, золото-сурьмяная и серебро-сурьмяная. Приводятся новые данные по изотопному составу кислорода кварца, серы сульфидов, кислорода и углерода карбонатов разных типов минерализации. Ранний метаморфогенный кварц вне рудных зон имеет величины d¹⁸О равные +20.1 ± 2‰. Величины d¹⁸О кварца золото-висмутовых месторождений изменяются в узком интервале +12.5 ± 0.4‰. Для кварца золото-кварцевой минерализации вариации значительно шире - величины d¹⁸О изменяются от +14.2 до 19.5‰. Схожий интервал характерен для золото-сурьмяной минерализации (d¹⁸О = +16.1…+19.2‰). Криптозернистый кварц серебро-сурьмяной минерализации обогащен легким изотопом кислорода (d¹⁸О = -3.2…+4.7‰). Получены следующие величины d³⁴S: золото-висмутовая - -3.7…-2.2 ‰ (Apy), -6.7…-6.8 ‰ (Py); золото-кварцевая - -2.1…+2.4 ‰ (Apy), -6.6…+5.4 ‰ (Py), -6.1…+4.2 ‰ (Ant); золото-сурьмяная - -2.0…+1.6 ‰ (Apy), -3.5…+2.1 ‰ (Py), -5.3…+0.2 ‰ (Ant), - 5.3…+0.2 ‰ (Ant); серебро-сурьмяная - -2.0…-1.9‰ (Apy), -2.2 ± 0.1 ‰ (Py), -5.7…-5.6 ‰ (Ant). Величины dd¹³C и d¹⁸О карбонатов контрастны для изученных типов минерализации и изменяются соответственно от -6.9 до -5.9 ‰ и от +2.1 до +5.7 (золото-висмутовая), от -9.1 до -6.1 ‰ и от +12.4 до +18.7‰ (золото-кварцевая), от -12.1 до -9.5 и от +15 до +16.3‰ (золото-сурьмяная), от -11.6 до -11.1 ‰ и от +1.5 до +4.7 ‰ (серебро-сурьмяная). Метаморфогенные кальциты обогащены тяжелыми изотопами как углерода (-1.1…-1.7 ‰), так и кислорода (+20.3 до +20.5 ‰). Микротермометрические исследования и валовой анализ флюидных включений показали различия в составе рудообразующего флюида и условиях образования разных типов минерализации. Изотопный состав О, С и S минералообразующего флюида свидетельствует о ведущей роли магматогенных флюидов при формировании золото-висмутовых и золото-сурьмяных месторождений, для золото-кварцевых месторождений возрастает роль метаморфогенных флюидов, а в формировании серебро-сурьмяных месторождений участвуют метеорные воды.

На основе изучения региональной позиции, вещественного состава руд, флюидных включений, возрастных взаимоотношений оруденения и магматических пород предложена геолого-генетическая модель формирования золотого оруденения месторождения Задержнинское. Оруденение расположено в тектоническом узле пересечения двух региональных структур в надынтрузивной зоне скрытого гранитоидного массива среди терригенных отложений верхоянского комплекса, метаморфизованных в зеленосланцевой фации регионального метаморфизма. Установлено последовательное отложение трех типов оруденения - Au-кварцевого с ранней слабозолотоносной Au-As и поздней продуктивной Au-Pb-Zn минерализацией, Au-редкометалльного и Au-серебряного. Au-Bi (Te) ассоциация характеризуется присутствием самородного висмута, висмутина, хедлейита, сульфотеллуридов Bi, минералов группы густавита и вторичных минералов - оксидов и теллуритов Bi с низкопробным золотом. Индикаторными минералами Au-Ag (Sb) ассоциации являются Hg-содержащие электрум и кюстелит, Ag-Sb и Ag-Pb-Sb сульфосоли, штютцит, Te-Pb-содержащий канфильдит, фрейбергит, сульфиды Au и Ag. Рудообразование происходило при температуре от 90 до 340 °С при участии низко- и умеренно концентрированных растворов с СО₂ ± CH₄ ± N₂ газовой фазой. Установлено снижение температуры от Au-кварцевого оруденения (200-220 °С) к позднему эпитермальному (160 °С) и небольшое возрастание концентрации растворов (до 10 мас. % NaCl-экв.). Месторождение сформировано в результате сложного многоэтапного геодинамического развития Южного Верхоянья. Рудообразующие процессы сопряжены с эволюцией магматических проявлений. Результаты датирования магматических пород определяют возраст диоритов - 130-137 млн лет (Rb-Sr), спессартитов - 126 ± 3 млн лет (Rb-Sr), керсантитов - 115 ± 1.7 млн лет (Ar/Ar). Раннее стратоидное Au-кварцевое (Au-As) оруденение месторождения сопоставимо с метаморфогенными Au-кварцевыми жилами юрско-буларского типа и возраст его формирования принимается >137 млн лет. Время образования Au-кварцевого (Au-Pb-Zn) оруденения определено в 123.5 ± 1.6 млн лет (Ar/Ar) и синхронно с внедрением раннемеловых гранитоидов Южного Верхоянья. Наложенное низкотемпературное оруденение имеет, несомненно, более молодой возраст образования с последовательным отложением золоторедкометалльной минерализации на завершающей стадии формирования гранитоидных батолитов (~120 млн лет) и золотосеребряной минерализации в интервале 100 ± 5 млн лет - временем формирования гранодиорит-гранитных интрузивов поздних этапов.

Рассматриваются минералого-геохимические особенности пород одного из эталонных объектов концентрически-зональных комплексов - Инаглинского массива дунит-щелочно-габброидного состава с платина-хромитовой и уникальной ювелирной хромдиопсидовой минерализацией. Породы Инаглинского массива - от дунитов до пуласкитов, включая перидотиты, клинопироксениты, шонкиниты и меланократовые щелочные сиениты, образуют единую непрерывную комагматическую серию. Это подтверждается четкой зависимостью состава оливина, пироксена, флогопита и хромшпинелидов от содержания MgO в породах, а также по поведению микроэлементов в этих породах. Сходство составов пироксенов и спектров распределения микроэлементов в клинопироксенитовых породах и хромдиопсидитовых жилах указывает на генетическую близость данных пород. Возрастные и минералого-геохимические характеристики пород, геолого-морфологические особенности интрузива доказывают, что исходными расплавами, формировавшими Инаглинский массив, являются высококалиевые пикритоиды, которые по мере подъема подвергались постепенному декомпрессионному затвердеванию и на приповерхностном уровне образовали цилиндрическое диапироподобное тело в раннемеловое время. Поступление новых порций различных дифференциатов из нижних горизонтов магматической колонны обусловили сложный состав массива, имеющего концентрически-зональное строение, рассеченное многочисленными радиально-кольцевыми жильными телами пегматитов и чистых анхимономинеральных пород - хромдиопсидитов, имеющих местами ювелирное качество.

Прогнозная оценка и поиски золоторудных месторождений на востоке Сибирской платформы проблематичны в связи с тем, что исследуемая территория перекрыта мощным чехлом MZ-KZ отложений. Традиционные методы поисков месторождений золота, проводимые крупнейшими геологическими организациями, не принесли положительных результатов, поскольку основное внимание было уделено обнаружению древних золотоносных конгломератов типа Витватерсранд, а также выявлению рудного потенциала золотоносности базитового магматизма. Известно, что типоморфизм россыпного золота несет колоссальную информацию о природе самородного золота - как о первичном эндогенном происхождении, так и экзогенном преобразовании, что позволяет выявлять формационный тип оруденения, повышает достоверность прогноза и целенаправленность поиска золоторудных месторождений в платформенных областях. Выявление характерных индикаторных признаков в россыпном золоте позволило впервые обосновать на востоке Сибирской платформы формирование золоторудных источников малосульфидной золотокварцевой, золотожелезисто-кварцитовой, золотомедно-порфировой и золотоплатиноидной формаций докембрийского и формирование золоторудных источников золотосеребряной, золоторедкометалльной и золотосульфидно-кварцевой формаций мезозойского этапов рудообразования. Установлено, что высокопробное россыпное золото с микроминеральными включениями пирита, арсенопирита, кварца и карбонатов с перекристаллизованными структурами, линиями пластических деформаций характерно для рудных источников малосульфидной золотокварцевой формации. Повышенное содержание Cu (до 4 %) в высокопробном чешуйчатом золоте является одним из показательных признаков для месторождений золотомедно-порфировой формации. Угловатые формы золота рудного облика, весьма мелкая фракция, высокая пробность, полностью перекристаллизованное и рекристаллизованное внутреннее строение, постоянное присутствие микропримесей Fe, Bi, Cu и наличие микровключений гематита, ильменита и корунда свойственны оруденениям золотожелезисто-кварцитовой формации. Высокопробные чешуйчатые и пластинчатые золотины с устойчивыми элементами-примесями Pt, Pd и Ni и обнаружение в них минеральных фаз Pt и срастаний Au-Pt свидетельствуют о рудных источниках золотоплатиноидной формации. Индикаторными признаками россыпного золота для оруденения золотосеребряной формации являются пластинчатые и комковидные формы фракций > 0.25-2.00 мм, средняя и низкая пробность, широкий набор микропримесей (Pb, Zn, As, Sb, Cu, Te и др.), монокристаллическое, иногда пористое внутреннее строение, наличие микровключений самородного Ag, адуляра, стронциевого барита и кальцита. Пластинчатые, дендритовидные, комковидно-угловатые формы, весьма широкая вариация пробности (307-950 ‰), выявление микровключений самородного висмута, мальдонита, арсенопирита и теллуридов серебра показательны для оруденений золоторедкометалльной формации. Пластинчатые и комковидные формы, размер золотин от пылевидного до > 0.25 мм, широкая вариация пробности (600-900 ‰), присутствие микропримесей Hg (до 6 % и более), моно- и крупнозернистое внутреннее строение, обнаружение микровключений кварца, кальцита, пирита, арсенопирита, теллуридов, селенидов и редкоземельных фосфатов указывают на наличие оруденения золотосульфидно-кварцевой формации. Выявленные в россыпном золоте индикаторные признаки для определенных формационных типов золоторудных источников позволяют впервые прогнозировать формирование на востоке Сибирской платформы месторождений типа Керкленд Лейк и Поркьюпайн малосульфидной золотокварцевой формации докембрийского возраста, типа Крипл-Крик золотосеребряной и Карлин золотосульфидно-кварцевой формации мезозойского этапа рудообразования. Разработанные критерии определения типов оруденения по индикаторным признакам россыпного золота являются показателем рудогенеза и могут найти успешное применение при прогнозировании, поисках и оценке золоторудных месторождений на перекрытых платформенных областях.

Нодулярный монацит характеризуется зональным распределением редкоземельных элементов (РЗЭ) и известен в метаморфических породах различных регионов мира. Рассмотрены особенности состава кулар-нерского нодулярного монацита, называемого в русской традиции «куларитом». Черные сланцы Кулар-Нерского террейна, датированные пермским возрастом, значительно обогащены куларитом. Промышленные концентрации куларита известны в россыпях Куларского кряжа. Установлена линейная зависимость содержаний основных лантаноидов, которая описывается формулами Ce/Nd = = 14.39La + 0.0919 (ф. ед.) и Ce/Nd = 0.2318La + 0.1135 (мас. %). Тренд изменения содержания Ce, La, Nd от центра нодулей к краю закономерен и на него попадают все составы монацитов, но составы из отдельных зерен расположены в различных частях тренда. На основании термодинамического моделирования предполагается, что монацит формируется через промежуточное соединение LnPO₄ ‧ 2H₂O. Изменения в соотношении Ce-La-Nd в разных зернах отражает разницу Eh-pH условий на начальных этапах формирования центра нодули и постепенное увеличение температуры в ходе дальнейшего роста. Окислительное преобразование в зоне гипергенеза приводит к частичному изменению соотношения Ce, La, Nd в краевых частях. На основании анализа геологической обстановки авторы выдвигают предположение о том, что источником РЗЭ в породах Кулар-Нерского террейна были богатые руды массива Томтор. РЗЭ переносились водами р. Палео-Хатанга в виде наноразмерных частиц монацита, прикрепленных к поверхности глинистых минералов.

Приведены результаты исследования ассоциации хромшпинелидов, широко распространенных в алмазоносных отложениях карнийского яруса верхнего триаса на северо-востоке Сибирской платформы. Анализ морфологии и химического состава позволил выделить две доминирующие разновидности хромшпинелидов и выявить определенные закономерности в их распределении в пределах изученной территории. Установлена корреляция в распределении по площади выделенных типов хромшпинелидов с разновидностями алмазов, характерными для кимберлитового типа источника и округлыми додекаэдроидами. Изучен фазовый и химический состав полифазных включений в хромшпинелидах. Пространственное расположение включений по зонам роста в кристаллах указывает на их первичный генезис и захват из расплава в процессе кристаллизации. Особенности состава некоторых минералов во включениях - примесь SiO₂ в апатите, высокие концентрации CaO (0.2-0.8 мас. %) в оливинах - указывают на некимберлитовый источник содержащих включения хромшпинелидов. Присутствие во включениях K- и Na-содержащих фаз и кальцита свидетельствует о насыщенности исходного расплава щелочами, кальцием и CO₂. По совокупности полученных данных в качестве источника доминирующей разновидности хромшпинелидов предполагаются многочисленные поздневендские трубки взрыва калиевых щелочных базитов, расположенные в районе Оленекского поднятия.

Объектами настоящего исследования являются триасовые гипабиссальные алмазоносные кимберлиты возрастом 220-245 млн лет, содержащие вкрапленники неизмененного оливина, наиболее близкие по времени к главному этапу внедрения Сибирской трапповой провинции (252 млн лет), имевшему место в течение менее 1 млн лет. На основании сравнительного изучения аналитическим методом высокой точности характера распределения примесей Ti, Ca, Cr, Al примерно в 1000 образцах вкрапленников оливина с содержанием форстерита Fo=[100Mg/(Mg+Fe)] от 78 до 93 продемонстрировано влияние траппов на состав литосферы. Предприняты сравнительные комплексные исследования алмазов из ряда северных россыпей и триасовых кимберлитов, включая определение изотопного состава углерода. Согласно результатам хромато-масс-спектроскопического анализа субмикроскопических флюидных включений в алмазах северных россыпей и кимберлитов, установлены преобладающие углеводороды широкого спектра составов с подчиненным значением N₂, H₂O и CO₂. Учитывая ранее полученные результаты исследования находок субкальциевых Cr-пиропов и алмазов в нижнекаменноугольных гравелитах Кютюнгдинского грабена, сделан вывод о перспективности обнаружения палеозойских кимберлитов в районе Толуопского кимберлитового поля. Результаты комплексных исследований алмазов, индикаторных минералов и U/Pb изотопного датирования многочисленных образцов детритного циркона из базального горизонта карнийского яруса верхнего триаса участка Булкур в низовьях р. Лена свидетельствуют о вероятности обнаружения алмазоносных кимберлитов в пределах северо-восточной части Сибирской платформы. Проблема возраста вероятных коренных источников алмазов рассматриваемого региона может быть решена путем комплексного подхода к определению U/Pb изотопного возраста цирконов, перовскитов и рутилов из разрабатываемых россыпей алмазов и из базального горизонта карнийского яруса.

В основу настоящей работы положены результаты изучения состава и распределения фенантренов (полиароматических углеводородов) хлороформенных экстрактов из рассеянного органического вещества (РОВ) глинистых, кремнистых, карбонатных и терригенных пород различного возраста и фациальной принадлежности, а также некоторых нефтей Сибирской платформы. В работе обсуждаются возможные пути образования фенантреновых углеводородов-биомаркеров. Изучение фенантренов проводилось с применением хромато-масс-спектрометрии. Установлено, что в ОВ карбонатно-сланцевых формаций венда и кембрия, а также древних нефтях Непско-Ботуобинской и Анабарской антеклиз в высоких содержаниях присутствуют 1,7,8-триметилфенантрен и 1,1,7,8-тетраметил-1,2,3,4-тетрагидрофенантрен. В органическом веществе континентальных отложений перми и в нефтях Вилюйской синеклизы преобладает ретен (1,7-изопропилфенантрен). На основании оценки распределения фенантреновых биомаркеров предложена тригонограмма для диагностики типа исходного органического вещества пород и типизации генетически связанных с РОВ нефтей.